DE8708897U1

DE8708897U1 - Heat exchanger

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Publication number: DE8708897U1
Application number: DE8708897U
Authority: DE
Original assignee: NATIONAL NUCLEAR CORP Ltd KNUTSFORD CHESHIRE GB
Current assignee: NATIONAL NUCLEAR CORP Ltd KNUTSFORD CHESHIRE GB
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1987-08-13
Also published as: GB2204942A; GB8708260D0; GB2204942B; US4836274A; JPS63254301A

Description

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National Nuclear Corp* Ltd*National Nuclear Corp* Ltd*

Cheshire / GroßbritannienCheshire / United Kingdom

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WärmeaustauscherHeat exchanger

Diese Erfindung betrifft Wärmeaustauscher und insbesondere Wärmeaustauscher mit in einem Mantel angeordneten Rohren jener Art, bei welcher ein flüssiges Alkalimetall» üblicherweise Natrium, durch den Mantel Unn läuft, während Wasser in seinem flüssigen und/oder dampfförmigen Aggregatzustand durch die Rohre geleitet wird. Solche Wärmeaustauscher (Dampferzeuger) werden bei flüssigmetal!gekühlten SchneiIspalt-Kernreaktoranlagen verwendet.This invention relates to heat exchangers and in particular to shell-tube heat exchangers of the type in which a liquid alkali metal, usually sodium, passes through the shell while water in its liquid and/or vaporous state is passed through the tubes. Such heat exchangers (steam generators) are used in liquid metal cooled split-fission nuclear reactor plants.

Im allgemeinen sind bei den Dampferzeugern für Kernreaktoranlagen die wasser- bzw. dampfleitenden Rohre durch eine Schweißstelle mit einem Rohrblech oder mit Rohrblechen verbunden, in Abhängigkeit davon, ob die Rohre U-förmig sind, in welchem Fall nur ein einziges Rohrblech beteiligt ist, oder gerade oder J-förmig, in welchem Fall zwei Rohrbleche vorliegen. Ein Problembereich ist die Möglichkeit der Wasser- bzw. Dampf-Leckage in das Natrium, da diese angesichts der heftigen Natur der Wechselwirkung zwischen Wasser und Natrium schweren Schaden verursachen kann. Die geschweißten Verbindungen zwischen den Rohren und dem Rohrblech bzw. den Rohrblechen werden in dieser Hinsicht als möglicherweise anfällig angesehen.In general, in nuclear reactor steam generators, the water or steam pipes are welded to a tube sheet or sheets, depending on whether the pipes are U-shaped, in which case only a single tube sheet is involved, or straight or J-shaped, in which case two tube sheets are involved. One area of concern is the possibility of water or steam leakage into the sodium, as this can cause severe damage given the violent nature of the interaction between water and sodium. The welded joints between the pipes and the tube sheet or sheets are considered potentially vulnerable in this respect.

* (089J988272-74 Telekopierer: (089^983049 ,. , .. .^nktonten: Bayer.Veremsbai* Manchen 453100(BLZ70020270)* (089J988272-74 Telecopier: (089^983049 ,. , .. .^nktonten: Bayer.Veremsbai* Manchen 453100(BLZ70020270)

Telex: 524560 Swan d KaHeInfa«es63H><£.ir«-Kl_imt .^. . . H^Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swifi Code: HYPO DE MWTelex: 524560 Swan d KaHeInfa«es63H><£.ir«-Kl _im t .^. . . H^Bank Munich 4410122850 (bank code 70020011) Swifi Code: HYPO DE MW

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Wenn ein Dampferzeuger jener Art vorliegt^ der gerade öder J-föfntige Röhre verendet, die sich zwischen einem oberen und einem unteren Rohrblech erstrecken, können die geschweißten Verbindungen zwischen den Rohren und dem oberen Rohrblech oberhalb des Natriumspiegels innerhalb eines Schutzbereichs aus inertem Gas, wie etwa Argon, angeordnet sein. Dieser Schutzbereich kann dann durch Entnahme von Proben des Schutzgases überwacht werden, um die Anwesenheit von Wasserstoff im Schutzgas zu ermitteln, was eine Aussage über irgendeine Viechseiwirkung zwischen Natrium und Wasser liefert, da Wasserstoff eines der Produkte einer solchen Wechselwirkung ist. Die geschweißten Verbindungen zwischen den Rohren und dem unteren Rohrblech sind jedoch in das Natrium eingetaucht, und die Technik hat für die Ermittlung von Wasserstoff in diesem Bereich die Entnahme von Proben aus der Natrium-Hauptmenge entwikkelt, um Wasserstoff zu ermitteln, der im Natrium gelöst ist, wobei die Ermittlung in diesem Fall dadurch bewirkt wird, daß man mindestens einen Anteil des Wasserstoffs vom Natrium mittels einer Nickelmembran abtrennt, durch welche der gelöste Wasserstoff hindurchdiffundieren kann.If a steam generator is of the type which uses straight or five-tube tubes extending between an upper and lower tube sheet, the welded joints between the tubes and the upper tube sheet may be located above the sodium level within a protective zone of inert gas such as argon. This protective zone may then be monitored by taking samples of the protective gas to determine the presence of hydrogen in the protective gas, which will give an indication of any interaction between sodium and water, hydrogen being one of the products of such an interaction. However, the welded joints between the tubes and the lower tube sheet are immersed in the sodium and the technique for detecting hydrogen in this area has evolved to take samples from the bulk of the sodium to detect hydrogen dissolved in the sodium, the detection in this case being effected by separating at least a portion of the hydrogen from the sodium by means of a nickel membrane through which the dissolved hydrogen can diffuse.

Die Ermittlung des Wasserstoffs im Schutzgasbereich liefert ein empfindliches und verhältnismäßig schnelles Verfahren, aber die Leckageermittlung am unteren Rohrblech, wo die Reaktionsprodukte unmittelbar in das Natrium hinein abgegeben und in der NatriumströmLng weggeführt werden, wird als ein schwierigeres Vorhaben angesehen, und zwar besonders dann, wenn die Reaktionserzeugnisse mit der vollen Natrium-Kreislaufströmung vermischt sind. Unter solchen Umständen wäre es unter Verwendung vorliegender Techniken nur möglich, Änderungen im Grundpegel des Wasserstoffs, der im Natrium gelöst ist, über einen verhältnismäßig langen Zeitraum zu ermitteln, z.B. Stunden. Dies kann für kleine Lecks unschädlicher Größe (wenn überhaupt solche Lecks über einen solchen Zeitraum hinweg unschädlich bleiben Können) nützlich sein, aber es ist zweifelhaft, ob dieses Verfahren im Falle irgendwelcher Lecks in einem solchen Größenbereich noch angemessen sein kann, die eine rasche Schädigung verursachen.Determination of hydrogen in the shielding gas region provides a sensitive and relatively rapid method, but leak detection at the bottom of the tube sheet, where the reaction products are released directly into the sodium and carried away in the sodium stream, is considered to be a more difficult task, particularly when the reaction products are mixed with the full sodium circuit flow. In such circumstances, using present techniques, it would only be possible to determine changes in the base level of hydrogen dissolved in the sodium over a relatively long period of time, e.g. hours. This may be useful for small leaks of innocuous size (if such leaks can remain innocuous over such a period of time), but it is doubtful whether this method can be adequate for any leaks in this range of sizes that cause rapid damage.

Der Grundgedankes der der vorliegenden Technik der NätHüm-Probenentfiähme zugrundeliegt * um gelösten Wasserstoff zu ermittein, scheint auf der Voraussetzung zu beruhen, daß Wasserstoffs der in das Natrium" abgegeben wird, sich hierin löst, mit der Folge, daß eine Natrium-Probenentnahine erforderlich ist, um den gelösten Wasserstoff zu ermitteln.The basic idea underlying the present technique of sodium sampling to determine dissolved hydrogen appears to be based on the assumption that hydrogen released into the sodium will dissolve in it, with the result that sodium sampling is required to determine dissolved hydrogen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Dampferzeuger für flüssiges Alkalimetall und Wasser mit in einem Mantel angeordneten Rohren vorgesehen, mit Verbindungsstellen zwischen Rohren und Rohrblech, die in das flüssige Alkalimetall eingetaucht sind, und ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um irgendwelche Wasserstoffblasen, die im Bereich der eingetauchten Verbindungen zwischen Rohrön und Rohrblech am Wasser-Einiaßbereich auftreten, in eine Sammelzone zu leiten, sowie durch eine Einrichtung, um die Anwesenheit von Wasserstoff in der Sammelzone zu überwachen.According to the present invention there is provided a liquid alkali metal and water steam generator comprising tubes arranged in a shell, with tube-to-tube sheet joints immersed in the liquid alkali metal, and is characterized by means for directing any hydrogen bubbles occurring in the region of the immersed tube-to-tube sheet joints at the water inlet area to a collection zone, and by means for monitoring the presence of hydrogen in the collection zone.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dre Erkenntnis, daß, während Wasserstoff danach trachtet, sich in Natrium zu lösen, die Geschwindigkeit der Lösung bei jenen Temperaturen ausreichend niedrig ist, die am Wasser-Einlaßbereich vorherrschen, daß es möglich ist, Wasserstoff in seiner Gasphase zu sammeln und hierbei das Erfordernis für die örtliche oder mehrfache Probenentnahme des Natriums zu vermeiden.The present invention is based on the discovery that, while hydrogen tends to dissolve in sodium, the rate of dissolution is sufficiently low at the temperatures prevailing at the water inlet region that it is possible to collect hydrogen in its gas phase and thereby avoid the need for local or multiple sampling of the sodium.

Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine solche Anordnung getroffen, daß die Verbindungen zwischen Rohren und Rohrblech im Wasser-Einlaßbereich in einer im wesentlichen ruhigen Zone des flüssigen Alkalimetalls angeordnet sind, wobei das an der Wasser-Einlaßseite gelegene Rohrblech gegenüber den wärmeren Bereichen der Flüssigmetallströmung warmegeschützt ist (d.h. auf eine solche Weise, daß irgendwelche Wasserstoffblasen, die sich an den Verbindungsstellen entwickeln, dies in einem verhältnismäßig niedrigen Temperaturbereich des Dampferzeugers durchführen), und wobei irgendwelche Wasserstoffblasen, die sich nahe den Verbindungen am Wasser-Einlaßbereich entwickeln,In a presently preferred embodiment of the invention, an arrangement is made such that the joints between tubes and tube sheet in the water inlet region are located in a substantially calm zone of the liquid alkali metal, the tube sheet located on the water inlet side being thermally protected from the warmer regions of the liquid metal flow (i.e. in such a way that any hydrogen bubbles which develop at the joints do so in a relatively low temperature region of the steam generator), and any hydrogen bubbles which develop near the joints at the water inlet region

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nicht in der Hauptströmung des Flüssigmetalls durch den Dampferzeuger hindurch weggeführt werden. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann der Erzeuger eine Flüssigmetall-Auslaßöffnung aufweisen, die zu den Verbindungsstellen einen Abstand aufweist, sowie eine Strömungswiderstandseinrichtung, um es einem nur verhältnismäßig geringen Anteil (z.B. in der Größenordnung von 2% der Gesamtströming) des Flüssigmetalls zu ermöglichen, durch den Auslaß hindurchzuströmen, um die oben erwähnte verhältnismäßig ruhige Zone zu bilden.not be carried away in the main flow of liquid metal through the steam generator. In such an embodiment, the generator may have a liquid metal outlet opening spaced from the joints and flow resistance means to allow only a relatively small proportion (e.g., of the order of 2% of the total flow) of the liquid metal to flow through the outlet to form the relatively quiet zone mentioned above.

Die Strömungswiderstandseinrichtung kann ein oder mehrere Rohr-Di- J Stanzgitter aufweisen, die so ausgebildet sind, daß sie einen Strö- | mungsweg mit hohem Widerstand für das Flüssigmetall herstellen und die \ nahe der Flüssigmetall-Auslaßöffnung angeordnet sind, um einen nur nie- \ drigen Strömungsdurchsatz des flüssigen Metalls in die im wesentlichen i ruhige Zone einzulassen und eine Sperre zu liefern, um den Durchtritt von Gas durch das Gitter zu verhindern, und zwar entweder durch erhöhte Kühlmittelgeschwindigkeit, um den Auftriebskräften entgegenzuwirken, die an den Blasen wirksam sind, oder durch Oberflächenspannungswirkungen, die durch verengte öffnungen bewirkt werden, so daß dem Durchtritt der Blasen durch die öffnungen widerstanden wird.The flow resistance means may comprise one or more tubular dies configured to provide a high resistance flow path for the liquid metal and disposed near the liquid metal outlet orifice to admit only a low flow rate of the liquid metal into the substantially quiescent zone and to provide a barrier to prevent passage of gas through the orifice either by increased coolant velocity to counteract the buoyancy forces acting on the bubbles or by surface tension effects caused by constricted orifices so as to resist passage of the bubbles through the orifices.

i Es kann ein Rückströmungsweg vorliegen, um es dem Flüssigmetall in der \ i There may be a return flow path to allow the liquid metal in the \

ruhigen Zone zu ermöglichen, zur Hauptströmung des Flüssigmetalls durch \ quiet zone to allow the main flow of liquid metal through \

den Dampferzeuger hindurch zurückzukehren, und der Rückströmungsweg \ to return through the steam generator, and the return flow path \

kann den Sammelbereich durchqueren, so daß alle Wasserstoffblasen zum > can pass through the collection area so that all hydrogen bubbles to the >

Sammelbereich durch das Flüssigmetall gefördert werden, das durch die \ im wesentlichen ruhige Zone hindurch umläuft.collection area by the liquid metal circulating through the essentially quiet zone.

Die Strömungswiderstandseinrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, daß &iacgr; sie eine Flüssigmetall-Geschwindigkeit erzeugt, die ausreicht, um die Auftriebskräfte zu überwinden, die auf irgendwelche Wasserstoffblasen einwirken, und somit jede Neigung solcher Blasen auf ein Mindestmaß verringert, in die Hauptströmung des Flussigmetalls hinaufzusteigen. f The flow resistance means is preferably designed to produce a liquid metal velocity sufficient to overcome the buoyancy forces acting on any hydrogen bubbles and thus minimize any tendency of such bubbles to rise into the main flow of liquid metal.

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Das Strömungsbegrenzungsgitter oder die Gitter können die Form von Blechen bzw. Platten aufweisen, in welchen Rohraufnahmeöffnungen auf eine solche Weise hergestellt sind, daß der Randabschnitt rund um eine jede öffnung eine Manschette bildet, die im allgemeinen axial zum Rohr und dieses umgebend übersteht, das durch diese öffnung hindurchläuft. Die Manschette kann auf aiese Weise dadurch in Art einer Lamellendichtung wirken, daß sie eine Berührung mit dem Rohr herstellt. Das Rohr kann einen engen Sitz innerhalb der umgebenden Manschette aufweisen, wobei die Enge des Sitzes das Ausmaß steuert, bis zu welchem Strömungsmittel von der einen Seite des Gitters zur gegenüberliegenden Seite strömen kann. Das Gitter kann aus dünnem Metallblech hergestellt sein, um die Bildung der nach Art einer Lamellendichtung wirksamen Manschetten während der Herstellung der Öffnungen zu erleichtern (z.B. durch eine Stanztätigkeit), und das dünne Gitter kann örtlich durch Einbringung beispielsweise einstückig ausgebildeter Aussteifungsausbildungen oder durch die Verwendung eines getrennten Trageaufbaus örtlich versteift werden.The flow restricting grid or grids may be in the form of sheets in which pipe receiving openings are made in such a way that the edge portion around each opening forms a sleeve which projects generally axially of and surrounding the pipe passing through that opening. The sleeve may act in such a way as to act as a lamellar seal by making contact with the pipe. The pipe may have a tight fit within the surrounding sleeve, the tightness of the fit controlling the extent to which fluid can flow from one side of the grid to the opposite side. The grid may be made of thin sheet metal to facilitate the formation of the lamellar seal-like sleeves during the manufacture of the openings (e.g. by a stamping operation), and the thin grid may be locally stiffened by the introduction of, for example, integrally formed stiffening formations or by the use of a separate support structure.

In einer anderen Anordnung kann das Strömungsbegrenzungsgitter öffnungen aufweisen, um die Rohre mit Spiel aufzunehmen, und um einen erhöhten Strömungswiderstand zu erbringen, kann das Gitter mit Elementen versehen sein, und zwar beispielsweise in Form von Scheiben, die sechseckig geformt sein können, welche Elemente so angeordnet sind, daß sie gemeinsam mit dem Gitter einen Labyrinth-Strömungsweg von der einen Seite des Gitters zur gegenüberliegenden Seite bilden.In another arrangement, the flow restriction grid may have openings to accommodate the pipes with clearance, and to provide increased flow resistance, the grid may be provided with elements, for example in the form of discs which may be hexagonally shaped, which elements are arranged so that together with the grid they form a labyrinth flow path from one side of the grid to the opposite side.

Für die oben erwähnten speziellen Gitterkonstruktionen ist, während sie für den Dampferzeuger der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, doch auch in Betracht gezogen, daß sie bei anderen Formen von Wärmeaustauschern anwendbar sind, und zwar entweder dort, wo eine verringerte Strömungsmittel strömung von einer Seite des Gitters zur gegenüberliegenden Seite erforderlich ist, oder dort, wo das Gitter eine Dichtung gegenüber der Strömung von der einen Seite zur gegenüberleigenden SeiteThe special grid designs mentioned above, while applicable to the steam generator of the present invention, are also contemplated to be applicable to other forms of heat exchangers, either where reduced fluid flow from one side of the grid to the opposite side is required, or where the grid provides a seal against flow from one side to the opposite side.

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liefern muß. Im letztgenannten Beispiel können etwa die Manschetten der ersterwähnten Gitterausbildung jeweils dichtend das zugeordnete Rohr berühren, um im wesentlichen jedes Durchlecken durch das Gitter hindurch zu verhindern.must deliver. In the latter example, the sleeves of the first-mentioned grid design can each contact the associated pipe in a sealing manner in order to essentially prevent any leakage through the grid.

Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:The invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings in which:

Fig. 1 die Schnittansicht einer vertikalen, mit geraden Rohren versehenen Dampferzeugereinheit gemäß der Erfindung ist,Fig. 1 is a sectional view of a vertical straight tube steam generator unit according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die eine Form der Verbindung von Rohr und Rohrblech darstellt,Fig. 2 is a schematic view showing one form of connection of pipe and pipe sheet,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des unteren Teils der Dampferzeugereinheit ist, die in Fig. 1 gezeigt ist,Fig. 3 is an enlarged view of the lower part of the steam generator unit shown in Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich jener der Fig. 1 ist, jedoch von einer Dampferzeugereinheit mit J-Rohren,Fig. 4 is a view similar to that of Fig. 1, but of a steam generator unit with J-tubes,

Fig. 5 eine Ansicht ist, die eine neuartige Form eines Hochwiderstandsgitters darstellt, welches in einer erfindungsgemäßen Dampferzeugereinheit verwendet werden kann,Fig. 5 is a view illustrating a novel form of high resistance grid which can be used in a steam generator unit according to the invention,

Fig. 6 eine Ansicht jener der Fig. 5 ist, und eine andere Ausführungsform eines Gitters zeigt, undFig. 6 is a view of that of Fig. 5, showing another embodiment of a grid, and

Fig. 7 eine Teil-Draufsicht auf das Gitter der Fig. 6 ist.Fig. 7 is a partial plan view of the grid of Fig. 6.

Es wird nun auf Fig. 1 der Zeichnung Bezug genommen; die Natrium-Wasser-Dampferzeugereinheit, die dargestellt ist, gehört dem Typ mit geraden Rohren und in einem Mantel angeordneten Balgen an und weist einen sich vertikal erstreckenden, länglichen Hauptmantel 10 auf, der sich zwischen einer Einlaß-Sammelleitung 12 für zugeführtes Wasser mit einer Einläßdüse bzw. einem Einläßstutzen 13 und einer Dampfauslaß-Sarnmellei=Referring now to Fig. 1 of the drawing, the sodium-water steam generator unit shown is of the straight tube, bellows-in-shell type and comprises a vertically extending elongated main shell 10 extending between a supply water inlet manifold 12 having an inlet nozzle or nozzle 13 and a steam outlet manifold 14.

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tung 14 mit einer Auslaßdüse 15 bzw. einem Auslaßstutzen erstreckt. Jede Sammelleitung 12, 14 weist eine Rohrplatte bzw. ein Rohrblech 16, 18 au^, und ein Rohrbündel (aus Gründen der Deutlichkeit nicht dargestellt) erstreckt sich zwischen den beiden Rohrblechen 16, 18, um Wasser bzw. Dampf durch das Innere des Mantels von der Einlaß-Sammelleitung 12 zur Auslaß-Sammelleitung 14 zu leiten. Die Verbindungen zwisehen Rohren und Rohrblech können dem Typ nach, der in Fig. 2 gezeigt ist, stumpf schmelzverschweißte Rohre und Zapfen aufweisen, wobei ein einzelnes Rohr 20 und ein Stift 22 dargestellt sind; es wird darauf hingewiesen, daß in aer Praxis typischerweise mehr als 1500 Fohre vorliegen, von welchen an jedem Rohrblech 16, 18 Schweißstellen zwischen Rohren und Zapfen vorliegen.14 having an outlet nozzle 15. Each manifold 12, 14 comprises a tube sheet 16, 18 and a tube bundle (not shown for clarity) extends between the two tube sheets 16, 18 to conduct water or steam through the interior of the shell from the inlet manifold 12 to the outlet manifold 14. The tube-to-tube sheet connections may comprise butt-fusion welded tubes and pins of the type shown in Fig. 2, a single tube 20 and pin 22 being shown; it should be noted that in practice there are typically more than 1500 tubes, of which there are tube-to-pin welds on each tube sheet 16, 18.

Das Rohrbündel (das in strichpunktierter Außenlinie gezeigt ist - sh. Bezugszeichen 19 in den Fig. 1 und 3) ist innerhalb einer Strömungshaube 24 mit kreisförmigem Querschnitt eingeschlossen, die dazu dient, eine das Bündel umgehende Strömung aus flüssigem Natrium zu begrenzen, den Hauptmantel 10 vor Wärmeübergängen und jeder Schädigung infolge der Reaktion zwischen Natrium und Wasser zu schützen und eine Einrichtung vorzusehen, um Tragegitter 26 für das Rohrbündel anzuordnen, ohne die Unversehrtheit des Hauptmantels 10 zu verschlechtern oder auf Verbindungs- bzw- Zugstangen zurückzugreifen. Die Haube 24 wird vom Hauptmantel mittels einer verschraubten Verbindung 28 mit geschmiedetem Flansch getragen.The tube bundle (shown in dot-dash outline - see reference numeral 19 in Figures 1 and 3) is enclosed within a flow hood 24 of circular cross-section which serves to restrict a flow of liquid sodium bypassing the bundle, to protect the main shell 10 from heat transfer and any damage due to the reaction between sodium and water, and to provide means for arranging support grids 26 for the tube bundle without compromising the integrity of the main shell 10 or resorting to tie rods. The hood 24 is supported by the main shell by means of a bolted connection 28 with a forged flange.

Natrium tritt in den Hauptmantel 10 der Dampferzeugereinheit über den Einlaßstutzen 30 ein und wird in das Innere der Strömungshaube 24 nach Durchlaufen feiner Ringkammer 31 und eines ringförmigen Verteilungsgitters 32 eingelassen, welches dazu di3ni, eine im wesentlichen über den Umfang gleichförmige Geschwindigkeitsverteilung i.ti Natrium vor dfifr Eintritt in das Rohrbündel zu erzeugen. Die Natriumströmung schreitet dann in der Haube (sh. Pfeile) und nach unten über Gitter 26 iii Wärmeaustausch mit den wasser- bzw, dampftragenden Rohren fort, bevor dieSodium enters the main shell 10 of the steam generator unit via the inlet nozzle 30 and is admitted into the interior of the flow hood 24 after passing through a fine annular chamber 31 and an annular distribution grid 32, which serves to produce a substantially uniform velocity distribution of sodium around the circumference before entering the tube bundle. The sodium flow then proceeds in the hood (see arrows) and downwards over grid 26 to exchange heat with the water or steam-carrying tubes before the

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Hauptmenge der NatfiufnstrÖmung seitlich an Öffnungen im Abschnitt 34
der Haube austritt und den Hauptmantel 1Ö durch den Äuslaßstutzen 36
Verläßt.Main amount of natural air flow laterally at openings in section 34
the hood and the main casing 1Ö through the outlet nozzle 36
Leaves.

Wie mit größerem Maßstab in Fig« 3 dargestellt» ist die Haube 24 nach
unten über den Auslaßabschnitt 34 hinaus fortgesetzt um einen kleinen
Anteil (etwa 216) der Gesamt-Natriumströmung in den unteren Bereich der
Dampferzeugereinheit einzuleiten, um eine Pufferzone oder im wesentlichen ruhige Zone des Natriums zu bilden, das als Wärmesperre dient, um
das untere Rohrblech 16 vor dem übergang der Natriumtemperatur am Natriumauslaß der Dampferzeugereinheit zu schützen, d.h. durch Bilden eines geschichteten Bereichs von Natrium mit verhältnismäßig niedriger
Temperatur in jenem Bereich, der sich von dem Ausläß-Haubenäbschnitt 34
zum unteren Rohrblech 16 nach unten erstreckt. Die verringerte Natriumströmung in die Pufferzone wird durch Gitter 38, 40 und 42 erreicht,
wobei die Gitter 38 und 40 Gitter zur erneuten StrÖmungsvertsilung
sind, um ein wesentliches Maß einer Querströmung zu bilden, um die Na- | triumströme zu durchmischen und heiße Stellen zu vermeiden, die sich in
jenem Fall entwickeln, falls einige der Dampfrohre zu irgendeinem Stadium der Lebensdauer der Dampferzeugereinheit Verstopft sein sollten.
Das Gitter 42 ist ein Hochwiderstandsgitter, welches vom Rohrbündel 1 durchdrungen wird, aber den Durchtritt von nur etv/a 2% des gesamten Na- I triumstromes gestattet. Die Verbindungen zwischen Rohr und Rohrblech an | dem unteren Rohrblech sind durch ein Schadensschutzgitter 44 geschützt, I dessen Funktion noch detaillierter nachfolgend beschrieben ist. Die I Haube 24 endet bei dem kurzen Abstand oberhalb des Schadensschutzgit- \ ters 24, wobei ein Spielraum freigelassen ist, durch welchen Natrium in ] den Ringbereich 48 zwischen der Haube 24 und der Außenwand des unteren ' Mantels 50 der Damfperzeugereinheit abgegeben werden kann, der mit dem &igr; Hauptmantel 10 über Balgen 52 gekoppelt ist.As shown on a larger scale in Fig« 3», the hood 24 is
continued below beyond the outlet section 34 by a small
Share (about 216) of the total sodium flow in the lower part of the
Steam generator unit to form a buffer zone or essentially quiet zone of sodium which serves as a thermal barrier to
to protect the lower tube sheet 16 from the transition of the sodium temperature at the sodium outlet of the steam generator unit, ie by forming a layered region of sodium with relatively low
Temperature in the area extending from the outlet hood section 34
extends downwards to the lower tube sheet 16. The reduced sodium flow into the buffer zone is achieved by grids 38, 40 and 42,
The grids 38 and 40 are grids for re-flow
to form a substantial amount of cross flow to mix the sodium | streams and avoid hot spots that may develop in
that case if any of the steam pipes should become blocked at any stage of the life of the steam generator unit.
The grid 42 is a high resistance grid which is penetrated by the tube bundle 1 but allows the passage of only about 2% of the total sodium flow. The connections between tube and tube sheet at the lower tube sheet are protected by a damage protection grid 44, the function of which is described in more detail below. The hood 24 terminates at the short distance above the damage protection grid 24, leaving a clearance through which sodium can be released into the annular region 48 between the hood 24 and the outer wall of the lower shell 50 of the steam generator unit, which is coupled to the main shell 10 via bellows 52.

Das Natrium, das durch den Spielraum 46 austritt, läuft aufwärts durch i The sodium exiting through clearance 46 flows upwards through i

den Ringbereich 48 und nimmt einen rückwärts gekehrten Strömungsweg Ithe ring area 48 and takes a backward flow path I

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ein, der durch Bleche bzw. Platten 54, 56 begrenzt ist» bevor es in die frrtjptstfömung des Natriums zurückkehrt (sh< Pfeile)- Die Bleche 54» 56 efmöglichefi di6 Bildung eines Gasräums 58, der normalerweise mit einem inerten Gas wie etwa Ärgün über eine Düse bzw. einen Stutzen 60 gefüllt ist. Ein Flüssigkeitsstandsfühler 62 ermöglicht die überwachung des Natrium-Flüssigkeitsstandes in diesem Bereich, so daß durch Steuerung der Gaszufuhr zum Raum 58 die Standhöhe 64 im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Eine Düse bzw. ein Stutzen 66 ist zum Anschluß des Gasräums an ein Wasserstoff-Ermittlungsinstrument 68 vorgesehen.which is limited by sheets or plates 54, 56 before it returns to the free flow of sodium (see arrows). The sheets 54, 56 allow the formation of a gas chamber 58 which is normally filled with an inert gas such as nitrogen via a nozzle or nozzle 60. A liquid level sensor 62 enables the sodium liquid level in this area to be monitored so that by controlling the gas supply to the chamber 58 the level 64 can be kept essentially constant. A nozzle or nozzle 66 is provided for connecting the gas chamber to a hydrogen detection instrument 68.

Es ist ersichtlich, daß zusätzlich zur Erzeugung einer im wesentlichen ruhigen Zone des Natriums im Bereich des unteren Rohrblechs 16 die langsame Natriumströmung auch über das Rohrblech 16 hinwegläuft und dazu dient, irgendwelche Wasserstoffblasen, die in diesem Bereich aufsteigen, zum Gasraum 58 zu fördern, der als Sammelkammer für jegliche erzeugten Wasserstoff wirkt. Falls gewünscht, kann die Natriumströmung quer zum Rohrblech 16 dadurch erhöht werden, daß man eine erzwungene Strömung induziert» die es mit sich bringt, daß das Natrium durch eine Rücklaufschleife gesaugt wird, von der ein Teil außerhalb des Mantels der Dampferzeugereinheit liegen kann, und zwar mittels einer Pumpeinrichtung. Durch die Anordnung einer im wesentlichen beruhigten Natriumzone in der Nähe des unteren Rohrblechs 16 wird das unmittelbar zu diesem benachbarte Natrium verhältnismäßig kühl sein, verglichen mit der Natriumtemperatur, die in höheren Bereichen der Dampferzeugereinheit vorliegt. Auf diese Weise wird eine verringerte Auflösungsgeschwindigkeit des Wasserstoffs im Natrium gefördert, wobei es ermöglicht wird, daß eine bezeichnende Menge von jedem erzeugten Wasserstoff in gasförmigem Aggregatzustand zum Gasraum oder zur Sammelzone 58 gefördert wird. Durch eine geeignete Ausbildung des Hochwiderstandsgitters 42 kann jegliche Neigung der Wasserstoffblasen, durch das Gitter 42 nach oben unter der Einwirkung von Auftriebskräften zu wandern (und von dort auf das Hochtemperatur-Natrium im Bereich des Auslaßes 36 zu treffen), verringert oder verhindert werden, indem man sicherstellt,It will be appreciated that in addition to creating a substantially quiescent zone of sodium in the region of the lower tube sheet 16, the slow sodium flow also passes over the tube sheet 16 and serves to convey any hydrogen bubbles rising in that region to the gas space 58 which acts as a collection chamber for any hydrogen generated. If desired, the sodium flow across the tube sheet 16 can be increased by inducing a forced flow which involves drawing the sodium through a return loop, a portion of which may be outside the shell of the steam generating unit, by means of a pumping device. By providing a substantially quiescent sodium zone near the lower tube sheet 16, the sodium immediately adjacent thereto will be relatively cool compared to the sodium temperature present in higher regions of the steam generating unit. In this way, a reduced rate of dissolution of the hydrogen in the sodium is promoted, allowing a significant amount of any hydrogen produced to be delivered in the gaseous state to the gas space or collection zone 58. By appropriately designing the high resistance grid 42, any tendency for hydrogen bubbles to migrate upwardly through the grid 42 under the influence of buoyancy forces (and thence to strike the high temperature sodium in the region of the outlet 36) can be reduced or prevented by ensuring that

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daß die abwärts gerichtete Natriumgeschwindigkeit durch das Gitter 42 größer ist als die Endgeschwindigkeit einer sich infolge von Auftriebs-' Kräften aufwärtsbewegenden Blase und/oder daß Oberflächenspännungswir^ kungen ausreichen* Um zu verhindern, daß die Blasen durch das Gitter hindurchtreten.that the downward sodium velocity through the grid 42 is greater than the terminal velocity of a bubble moving upward due to buoyancy forces and/or that surface tension effects are sufficient to prevent the bubbles from passing through the grid.

Aus dem voranstehenden ist ersichtlich, daß jeglicher erzeugte Wasserstoff, der das Ergebnis einer z.B. kleinen Leckstelle ist, aus der Wasser öder Dämpf in der Nähe des unteren Kehrblechs i6 in das Natrium austritt, zum ringförmigen Gasräum 58 gefördert wird, wo er durch den Wasserstofffühler 68 ermittelt werden kann. Die Förderzeit vom Erzeugungspunkt einer Wasserstoffblase nahe dem Rohrblech 16 bis zu ihrem Eintritt in den Gasraum 58 kann verhältnismäßig rasch bzw* kurz sein, d.h. es ist ermöglicht, die Wasserstofferzeugung festzustellen, bevor die primäre Quelle eines Lecks bzw* Austritts aus einem Rohr Anlaß zu einem Sekundärleck oder zu Sekundärlecks geben kann, und zwar durch andere Rohre in der Nähe hiervon als Ergebnis der Erosion des Lecks durch Auftreffen von Dampf und Natrium-Wasser-Reaktionsprodukten aus der Primärquelle auf die benachbarten Rohre. Somit kann infolge der Ermittlung von Wasserstoff im Gasraum 58 die Dampferzeugereinheit abgeschaltet und das Natrium abgelassen werden, etwa durch Ablaufpunkte, wie etwa die Auslaßdüse bzw. den Auslaßstutzen 69, um eine Verbreitung der Leckstelle auf andere Rohre zu begrenzen und die nachfolgende Reparatur des lecken Rohres oder der lecken Rohre zu ermöglichen.From the foregoing it will be seen that any hydrogen produced, which is the result of, for example, a small leak from which water or vapor escapes into the sodium near the lower baffle 16, is conveyed to the annular gas space 58 where it can be detected by the hydrogen sensor 68. The conveying time from the point of generation of a hydrogen bubble near the tube sheet 16 to its entry into the gas space 58 can be relatively rapid, i.e. it is possible to detect hydrogen production before the primary source of leakage from one tube can give rise to a secondary leak or leaks through other tubes in the vicinity as a result of erosion of the leak by impact of steam and sodium-water reaction products from the primary source on the adjacent tubes. Thus, as a result of the detection of hydrogen in the gas space 58, the steam generator unit can be shut down and the sodium drained, for example through drain points such as the outlet nozzle or outlet port 69, to limit the spread of the leak to other pipes and to enable subsequent repair of the leaking pipe or pipes.

In der Praxis kann es erforderlich sein, einen größeren Sicherheitsbereich zuzulassen, indem man die Geschwindigkeit, mit welcher ein Leck, das sich an einer Stelle entwickelt, die Erosion an den benachbarten Stellen verursachen kann, absenkt. Zu diesem Zweck ist ein Schadenschutzgitter 44 dem unteren Rohrblech 16 unmittelbar benachbart angeordnet. Die Funktion des Schädensschutzgitters 44 ist es, jede Schweißverbindung zwischen einem Rohr und dem Rohrblech (da diese die am meisten verletzlichen Stellen sind, was die Entwicklung von Lecks angeht)In practice, it may be necessary to allow a larger margin of safety by reducing the rate at which a leak developing at one location can cause erosion at the adjacent locations. For this purpose, a damage protection grid 44 is arranged immediately adjacent to the lower tube sheet 16. The function of the damage protection grid 44 is to protect any weld joint between a pipe and the tube sheet (since these are the most vulnerable locations as far as leak development is concerned)

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in einer jeweiligen Zelle einzuhüllen, so daß jeder Strahl bzw. jede Fahne aus Dämpf und Natrium-Wasser^Reäktiohsprödukten, der biw< die sich als Ergebnis eines kleinen Lecks aus einer speziellen Schw§ißverbindung entwickelt, anfangs auf die umgebende, umhüllende Zeile trifft, wobei die Nachbarrohre mindestens so lange geschützt sind, bis der Strahl sich mittels Erosion durch die Dicke der Zellenwand hindurchgearbeitet hat. Das Schadensschutzrohr kann als Gitter aus einander schneidenden Streifen 51 (sh, Fig. 2) aus erosionsbeständigem Metall hergestellt SSiH, WSiCnS Zellen bilden, durch die die RohTe nxfidürchtretii/l. Die Anordnung eines Schadenschutzgittsrs verlängert deshalb ganz wesentlich die Zeit, die für die Aufspürung eines kleinen Lecks vor dem Abschalten der Dampferzeugereinheit zur Verfügung steht, wobei die Gefahr des Schadens an umgebenden Rohren verringert ist.in a respective cell so that any jet or plume of steam and sodium-water reaction products developing as a result of a small leak from a particular weld initially strikes the surrounding enveloping cell, protecting the neighboring tubes at least until the jet has worked its way through the thickness of the cell wall by erosion. The damage protection tube may be made as a grid of intersecting strips 51 (see Fig. 2) of erosion-resistant metal forming cells through which the tubes pass. The provision of a damage protection grid therefore significantly increases the time available for detecting a small leak before shutting down the steam generating unit, while reducing the risk of damage to surrounding tubes.

Fig., 4 stellt dew unteren Teil einer anderen Ausführungsform der Dampferzeugereinheit dar, in welcher der Mantel 70 und das Rohrbündel 72 (in strichpunktierter Umrißlinie gezeigt) J-förmige Ausbildung aufweisen. Abgesehen von ihrem unteren Teil ist die Dampferzeugereinheit der Fig. 4 im allgemeinen ähnlich jener der Fig. 1 bis 3, und die nachfolgende Beschreibung wird auf jene Merkmale beschränkt, welche im Zusammenhang mit der Erfindung unterschiedlich sind. Die Natrium-Hauptströmung tritt aus der Strömungshaube 74 über einen Auslaßabschnitt 76 aus und verläßt die Dampferzeugereinheit über den Auslaß 78. Einem kleinen Anteil der Hauptströmung ist es ermöglicht, nach unten über ein Hochwiderstandsgitter 80 hindurchzutreten, um eine im wesentlichen beruhigte Zone am unteren Ende der Damnpferzeugereinheit zu bilden. Das untere Rohrblech 82 ist mit dem Rohrbündel 72 über Schweißverbindung?^ (sh. Fig. 2) verbunden, und die Verbindungen sind durch ein Schadensschutzgitter 84 umhüllt, wie bereits vorher beschrieben. Das Speisewasser wird dem Rohrbündel über einen Stutzen 86 der Sammelleitung 88 zugeführt. Eine Ablaßleitung 90 ist vorgesehen, um, falls erforderlich, das Natrium abzulassen.Fig. 4 illustrates the lower part of another embodiment of the steam generator unit in which the shell 70 and tube bundle 72 (shown in phantom outline) are of J-shaped configuration. Except for its lower part, the steam generator unit of Fig. 4 is generally similar to that of Figs. 1 to 3 and the following description will be limited to those features which are different in the context of the invention. The main sodium flow exits the flow hood 74 via an outlet section 76 and leaves the steam generator unit via outlet 78. A small portion of the main flow is allowed to pass downwardly over a high resistance grid 80 to form a substantially settled zone at the lower end of the steam generator unit. The lower tube sheet 82 is welded to the tube bundle 72 (see Fig. 2) and the joints are covered by a damage protection screen 84 as previously described. The feed water is supplied to the tube bundle via a nozzle 86 of the manifold 88. A drain line 90 is provided to drain the sodium if necessary.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel werden jegliche Wasserstoffblasen 92, die sich als Ergebnis einer Leckstelle in der Nähe des unteren Pohrblechs entwickeln, durch Umlenkbleche 94, 96 in eine Sammelkammer 98 geführt, die mit einem Flüssigkeitsstandsfühler 100 und einem Stutzen 102 zum Anschluß an einen Wasserstoffühler vereshen ist. Wiederum kann, falls gewünscht, die Natriumströmung zum Fördern der Wasserstoffblasen mittels einer rückwärts gerichteten UmIauf-Pumpströmung gefördert werden. Wier beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ermöglicht es die be-. ruhigte Zone mindestens einem Anteil des Wasserstoffs, im Gas-Aggregatzustand zu verbleiben, so daß Blasen von jeglichem Wasserstoff, der erzeugt wurde, sich in der Kammer 98 sammeln, wo die Anwesenheit von Wasserstoff in dem Argon-Gas ermittelt werden kann, das normalerweise in der Kammer vorliegt. Somit ist es bei beiden Ausführungsbeispielen nicht erforderlich, Natriumproben zu entnehmen und den Wasserstoff den Natriumproben zu entziehen, um die Wechselwirkung zwischen Natrium und Wasser zu ermitteln. jIn this embodiment, any hydrogen bubbles 92 that develop as a result of a leak near the lower vent plate are directed through baffles 94, 96 into a collection chamber 98 that is provided with a liquid level sensor 100 and a port 102 for connection to a hydrogen sensor. Again, if desired, the sodium flow to convey the hydrogen bubbles can be conveyed by means of a reverse recirculation pump flow. As in the embodiment of Figure 1, the settled zone allows at least a portion of the hydrogen to remain in the gaseous state so that bubbles of any hydrogen that is generated collect in chamber 98 where the presence of hydrogen can be determined in the argon gas that is normally present in the chamber. Thus, in either embodiment, it is not necessary to take sodium samples and extract the hydrogen from the sodium samples to determine the interaction between sodium and water. j

Fig. 5 stellt schematisch eine Ausführungsform eines Hochwiderstands- | gitters dar, das seine Anwendung in den oben beschriebenen Ausführungs- P beispielen der vorliegenden Erfindung finden kann, aber ebenso auch irgendwo sonst unter solchen Umständen Anv/endung finden kann, in welchen i die Strömung über das Gitter hinaus auf ein Mindestmaß zu verringern ', ist. Wie gezeigt, weist das Gitter 110 ein sehr dünnes perforiertes ! Blech 112 auf, das dadurch erzeugt werden kann, daß man in einem '.Fig. 5 schematically illustrates one embodiment of a high resistance grid which may find application in the above-described embodiments of the present invention, but may also find application elsewhere in circumstances where flow beyond the grid is to be minimized. As shown, the grid 110 comprises a very thin perforated sheet 112 which may be created by cutting a hole in a hole in the grid 110.

Metallblechteil Löcher so einstanzt, daß ringförmige Manschetten 114 \ erzeugt werden, v/elche mit den Dampf-/Wasser-Rohren 116 nach Art einer Lamellendichtung zusammenwirken und die Strömung hinter das Gitter auf die gewünschten Anteile verringern. Das verhältnismäßig leicht gobaute Blech 112 kann eine Eigensteifigkeit aufweisen, die durch Einarbeiten von örtlich begrenzten, einstückig ausgebildeten Versteifungsausbildungen mitgeteilt wird, oder kann von einem Gitter aus geeignet geformten, einander schneidenden Streifen 118 getragen werden, die dazu dienen, das Gitterblech 112 ir) den Zwischenräumen zwischen den Rohren | auszusteifen.Holes are punched in the sheet metal part to produce annular sleeves 114 which interact with the steam/water tubes 116 in the manner of a lamellar seal and reduce the flow behind the grid to the desired proportions. The relatively lightly constructed sheet 112 can have an inherent rigidity which is imparted by incorporating localized, integrally formed stiffening structures, or can be supported by a grid of suitably shaped, intersecting strips 118 which serve to stiffen the grid sheet 112 in the spaces between the tubes |.

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Es wird nun auf die Fig. 6 und 7 Bezug genommen; dort ist eine andere Ausführungsform eines Hochwiderstandsgitters gezeigt, welches wie jenes der Fig. 5 Anwendung auch in anderen Formen von Wärmeaustauscherkonstruktionen finden kann. Das Gitter ist durch eine Anzahl von Schichten aus sechseckigen Platten bzw. Blechen 120, 122, 124 gebildet, die auf einem offen aufgebauten bzw. filigranen Baukörper 126 getragen sind und mit ihren Teilungsmitten (pitch centres) von einer Schicht zur nächsten auf eine solche Weise versetzt sind, daß die schmalen Spalte zwischen den sechseckigen Platten in der einen Schicht von den Platten der benachbarten Schicht oder Schichten abgedeckt sind, so daß labyrinthartige und somit mit hohem Widerstand behaftete Strömungsmittel-Strömungswege durch das Gitter gebildet sind. Wie gezeigt, ist jede sechseckige Platte mit einer mittigen Rohraufnahmeöffnung ausgebildet, und die Ekken einer jeden Platte sind mit kreisbogenförmigen, ausgeschnittenen Abschnitten 128 ausgebildet, um mit den Profilen der benachbarten Rohre übereinzustimmen. Die Schichten aus Platten 120, 122, 124, die das Gitter bilden, können aneinander durch Gewindebefestigungen 130 befestigt sein, die durch aufeinander ausgerichtete Löcher 132 in den Platten hindurchtreten und in den tragenden Baukörper 126 eingreifen.Referring now to Figures 6 and 7, there is shown another embodiment of a high resistance grid which, like that of Figure 5, can also find application in other forms of heat exchanger construction. The grid is formed by a number of layers of hexagonal plates 120, 122, 124 supported on an open structure 126 and with their pitch centers offset from one layer to the next in such a way that the narrow gaps between the hexagonal plates in one layer are covered by the plates of the adjacent layer or layers, so that labyrinthine and thus highly resistive fluid flow paths are formed through the grid. As shown, each hexagonal plate is formed with a central tube receiving opening and the corners of each plate are formed with circular arc-shaped cut-out portions 128 to match the profiles of the adjacent tubes. The layers of plates 120, 122, 124 forming the grid may be secured to one another by threaded fasteners 130 which pass through aligned holes 132 in the plates and engage the supporting structure 126.

Die Erfindung liegt somit darin , daß ein Anteil der Strömung des flüssigen Metalls, das durch eine Dampferzeugereinheit eines Schnellreaktors hindurchströmt, jenseits des Auslasses abgeteilt ist und veranläßt wird, über jene Schweißstellen zwischen den Rohren und dem Rohrblech zu strömen und jegliche Wasserstoffblasen mitzuführen, die sich aus Wasser ergeben, das in das Flüssigmetall ausleckt. Das Flüssigmetall wird veranlaßt, durch einr Staueinrichtung zu strömen, oberhalb deren ein Gasraum zum Sammeln des Wasserstoffs vorliegt. Eine geeignete Einrichtung zum Ermitteln des Wasserstoffs in diesem Raum ist vorgesehen. Der Wasserstoff wird an dem Wassereinlaß-Rohrblech mitgerissen, wobei die Erfindung Gebrauch macht von der niedrigen Lösungsgeschwindigkeit des Wasserstoffs in Natrium bei niedrigeren Temperaturen.The invention thus resides in that a portion of the flow of liquid metal passing through a steam generator unit of a fast reactor is separated beyond the outlet and caused to flow over those welds between the tubes and the tube sheet and to entrain any hydrogen bubbles resulting from water leaking into the liquid metal. The liquid metal is caused to flow through a dam, above which there is a gas space for collecting the hydrogen. Suitable means for detecting the hydrogen in this space is provided. The hydrogen is entrained past the water inlet tube sheet, the invention making use of the low dissolution rate of hydrogen in sodium at lower temperatures.

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Claims

SCHWABE.- SANOMAIR ^. MABX ^ ■ «* a ■ stUntzstrasse"i6 - bÖÖo Munich *80 Attorney's file 35 629 VII National Nuclear Corp. Ltd. Cheshire / Great Britain Heat exchanger CLAIMS

1. A steam generator comprising tubes for liquid alkali metal and water arranged in a shell, with joints between tubes and a tube sheet immersed in the liquid alkali metal, characterized by means (54, 56; 94, 96) for directing any hydrogen bubbles rising in the region of the immersed joints between tubes (19) and tube sheet (16) at the water inlet region into a collection zone (58; 98), and by means (68) for detecting the presence of hydrogen in the collection zone.

2. Steam generator according to claim 1, characterized by the arrangement of the connecting points between the tubes (19) and the tube sheet (16) at the water inlet area in a substantially calm zone of the liquid alkali metal, the water inlet tube sheet (16) being thermally protected from the warmer areas of the liquid metal flow.

3. Steam generator according to claim 2, characterized by a liquid metal outlet opening (36, 78) which is spaced apart from the connecting

• (069)988272-74 T*!eköpief6f: (089)983049 Bankkonten: Bayer,Vereinsbank München 453100 (BLZ 7002027Ö)• (069)988272-74 T*!eköpief6f: (089)983049 Bank accounts: Bayer,Vereinsbank Munich 453100 (bank code 7002027Ö)

Telex: 524560 Swän d KaIIe IntntVceääo feft fl'-t«M <i ■< f Hyw-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MMTelex: 524560 Swän d KaIIe IntntVceääo feft fl'-t«M <i ■< f Hyw-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

&igr;"· ·' > < < '< < > <<f Deutsche Bank München 3743440(BLZ70070010) '··' ! <«* *»i* '«« t. pJstgirö München 65343*808(BLZ70010080) &igr;"· ·'><<'<<><<f Deutsche Bank Munich 3743440(BLZ70070010) '··' ! <«* *»i* '«« t. pJstgirö Munich 65343*808(BLZ70010080)

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and flow resistance means (42; 80; 110; 120, 122, 124) for allowing a relatively small portion of the liquid metal to flow beyond the outlet to form the substantially calmed zone.

4. A steam generator according to claim 3, characterized in that the flow resistance means comprises one or more tube spacer grids (42; 80; 110; 120, 122, 124) which are designed to provide a high resistance flow path for the liquid metal and are arranged near the liquid metal ^outlet opening (36; 78) to admit only a low flow rate of the liquid metal into the substantially calm zone and to form a barrier to prevent the passage of gas through the grid.

5. A steam generator according to claim 2, 3 or 4, characterized by a return flow path (46, 48) to allow the liquid metal in the quiescent zone to return to the main flow of liquid metal through the steam generator, the return path traversing the collection zone (58) so that any hydrogen bubbles from the liquid metal circulating through the substantially quiescent zone are conveyed to the collection area.

6. Steam generator according to claim 4, characterized in that the flow limiting grid or grids (110) have the form of plates or sheets (112) in which openings for receiving the tubes (116) are made in such a way that the edge portion around each opening forms a sleeve (114) which projects generally axially to and surrounds the tube which passes through this opening.

7. Steam generator according to claim 4, characterized in that the flow limiting grid has openings for receiving the tubes (116) with play, and that the grid* for applying the increased flow

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resistance is provided with elements, for example in the form of disks (120, 122» 124)* which can be hexagonal in shape, before arranged in such a way that together with the grid they form a labyrinthine path from one side of the grid to the opposite side*